[发明专利]气相沉积晶圆温度控制结构及方法

说明书

本发明所提供的气相沉积晶圆温度控制结构及方法，是于晶圆受热过程中，利用温控气体通过晶圆的边缘或非反应面，以调控晶圆的受热分布情形。例如当温控气体中包含带热功能较差的氮气时，会得到晶圆边缘温度较高的温度分布结果，又当温控气体中包含带热能力较强的氢气时，会得到晶圆边缘温度接近中心温度的均匀分布结果。

技术领域

本发明提供关于半导体化学气相沉积作业的结构及方法，尤指应用于高温低压状态的气相沉积晶圆温度控制结构及方法。

背景技术

化学气相沉积为一种在晶圆的反应面，形成薄膜的重要手段，其将晶圆置入一反应腔中，对晶圆加热并使晶圆的反应面与反应气体接触而形成薄膜。在高温低压的气相沉积制程中，晶圆的反应面与反应气体的接触是否均匀、晶圆的加热温度是否精准与均匀，都直接影响薄膜形成的品质。

晶圆在反应腔中的加热方式，大多是对晶圆的非反应面提供一接触式加热片或加热器，透过接触导热的方式对提升晶圆的工作温度。在此过程中常常发生晶圆受热不均而过度曲翘，或晶圆边缘因接触周边固定装置而导致晶圆边缘温度落差过大或不均匀等问题。

发明内容

本发明的主要目的，是在提供一种气相沉积晶圆温度控制结构，气相沉积晶圆温度控制结构包含：一晶圆承载装置，具有一晶圆定位通孔，晶圆定位通孔供一晶圆置入，晶圆定位通孔大于晶圆，以对应于晶圆的边缘形成一温控间距，晶圆定位通孔内设有多个承载指，以撑托晶圆的边缘；以及一温控气体供应单元，衔接于晶圆承载装置并朝向温控间距供应温控气体，以使温控气体通过晶圆的边缘。

在一实施例中，晶圆承载装置进一步包含一热源面，热源面与晶圆保持一受热间距，对晶圆提供辐射热。

在一实施例中，晶圆承载装置包含一碟盘以及一大盘模块，晶圆定位通孔设置在碟盘的中央，碟盘的边缘设有一呈环状的衔接部；碟盘定位于大盘模块，大盘模块具有至少一个碟盘槽，碟盘槽设有一环槽沟，以供衔接部置入；环槽沟衔接一入气引道，以引入温控气体于环槽沟中施力于衔接部使碟盘悬浮，环槽沟与衔接部之间具有通气间隙，以供温控气体的一部分通过后导向碟盘槽而进入温控间距，环槽沟衔接于一导出口，以供温控气体的其余部分排出。

在一实施例中，其中入气引道相对于与环槽沟的衔接角度的切线方向分量大于径向方向分量，使碟盘旋转。

本发明的另一目的，是在提供一种气相沉积晶圆温度控制方法，气相沉积晶圆温度控制方法包含：在一晶圆承载装置中对应于一晶圆的边缘设置温控间距，减少晶圆与晶圆承载装置的接触性热传导，并对晶圆温控间距注入温控气体，使温控气体接触晶圆的边缘进行热传导，以控制晶圆的温度变化。

在一实施例中，气相沉积晶圆温度控制方法进一步包含在晶圆承载装置中设置一热源面，热源面与晶圆的非反应面保持一受热间距，使热源面对非反应面传递辐射热。

在一实施例中，温控气体同时注入受热间距。

在一实施例中，气相沉积晶圆温度控制方法进一步包含在晶圆承载装置中设置一碟盘，以容置晶圆，温控间距形成于碟盘与晶圆之间，并对碟盘进行升降调整，以改变受热间距。

在一实施例中，以碟盘的旋转带动晶圆旋转，使非反应面所受到的辐射增温过程更为均匀，并同时使温控气体与晶圆的边缘接触更为平均。

在一实施例中，温控气体中包含氮气。

在一实施例中，温控气体中包含氢气。

在一实施例中，温控气体中包含氩气。

相较于先前技术，本发明大幅降低晶圆的接触式热传导之外，更可透过温控气体对晶圆的边缘或非反应面进行温度调控，而使晶圆气相沉积的品质获得提升，又本发明独特的设计可广泛的运用于面上型、面下型气相沉积作业，以提供晶圆较佳的产品良率。

附图说明

图1为本创作最佳实施例的剖视图。